Copyright NFPA 

NFPA 204 Standard for 

Smoke and Heat Venting 

2007 Edition 

Copyright © 2007 National Fire Protection Association. All Rights Reserved. 

This edition of NFPA 204, Standard for Smoke and Heat Venting, was prepared by the Technical Committee on Smoke Management Systems. It was issued by the Standards Council on December 1, 2006, with an effective date of December 20, 2006, and supersedes all previous editions. 

This edition of NFPA 204 was approved as an American National Standard on December 20, 2006. 

Origin and Development of NFPA 204 

This project was initiated in 1956 when the NFPA Board of Directors referred the subject to the Committee on Building Construction. A tentative guide was submitted to NFPA in 1958. Revised and tentatively adopted in 1959 and again in 1960, the guide was officially adopted in 1961. In 1968, a revised edition was adopted that included a new section, Inspection and Maintenance. 

In 1975, a reconfirmation action failed as concerns over use of the guide in conjunction with automatic sprinklered buildings surfaced. Because of this controversy, work on a revision to the guide continued at a slow pace. 

The Technical Committee and Subcommittee members agreed that the state of the art had progressed sufficiently to develop improved technologybased criteria for design of venting; therefore, the 1982 edition of the document represented a major advance in engineered smoke and heating venting, although reservations over vent and sprinkler applications still existed. 

At the time the guide was formulated, the current venting theory was considered unwieldy for this format; consequently, the more adaptable theory as described herein was adopted. Appreciation must be extended to Dr. Gunnar Heskestad at the Factory Mutual Research Corporation (now FM Global) for his major contribution to the theory applied in this standard, which is detailed in Annex B. 

The 1985 edition again revised Chapter 6 on the subject of venting in sprinklered buildings.

Copyright NFPA 

Test data from work done at the Illinois Institute of Technology Research, which had been submitted to the Committee as part of a public proposal, did not permit consensus to be developed on whether sprinkler control was impaired or enhanced by the presence of automatic roof vents of typical spacing and area. The revised wording of Chapter 6 encouraged the designer to use the available tools and data referenced in the document while the use of automatic venting in sprinklered buildings was under review. 

The 1991 edition made minor changes to Chapter 6 to acknowledge that a design basis existed for using sprinklers and automatic heat venting together but that such had not received wide recognition. 

The 1998 edition represented a complete revision of the guide. The rewrite deleted the previous tables that listed vent areas and incorporated engineering equations and referenced computer models, such as LAVENT and DETACT, to provide the designer with the necessary tools to develop vent designs based on performance objectives. This rewrite was based extensively on stateoftheart technology published in the references. In many cases, the authors of these references participated in the task group's rewrite efforts. 

The 2002 edition of NFPA 204 was converted from a guide to a standard, thus implementing mandatory requirements and updated language. The document was also updated to meet Manual of Style for NFPA Technical Committee Documents requirements. 

The 2007 edition includes a number of technical changes. New provisions on air entrainment into the fire plume, the effect of wind on the location of air vents, sizing of air paths, air velocity limitations, and plugholing were provided. Information on the use of vents as air inlets and a better description of the smoke layer interface have been added. Revisions with regard to how heat release rate, discharge coefficients, exhaust rates, and the number of exhaust inlets are to be determined have been incorporated. Reference to international standards on vents, mechanical smoke extract, and draft curtains, as well as updated annex text on recent research efforts, have been provided. 

Technical Committee on Smoke Management Systems 

James A. Milke,  Chair University of Maryland, MD [SE] 

Elyahu (Elie) Avidor,  Charlottesville, VA [RT] Rep. Standards Institution of Israel 

Jack B. Buckley,  Houston, TX [SE] 

Lydia A. Butterworth,  Smithsonian Institution, MD [U] 

Paul David Compton,  Colt International, Ltd., U.K. [M] 

Richard J. Davis,  FM Global, MA [I] 

Michael Earl Dillon,  Dillon Consulting Engineers, Inc., CA [SE]

Copyright NFPA 

Robert G. Dittrich,  Honeywell, Inc., IL [M] Rep. National Electrical Manufacturers Association 

Douglas H. Evans,  Clark County Building Department, NV [E] 

Michael J. Ferreira,  Hughes Associates, Inc., MD [SE] 

Winfield T. Irwin,  Irwin Services, PA [M] Rep. North American Insulation Manufacturers Association 

John E. Kampmeyer,  Triad Fire Protection Engineering Corporation, PA [SE] Rep. National Society of Professional Engineers 

John H. Klote,  Fire and Smoke Consulting, VA [SE] 

William E. Koffel,  Koffel Associates, Inc., MD [M] Rep. AAMA Smoke Vent Task Group 

Gary D. Lougheed,  National Research Council of Canada, Canada [RT] 

Anthony J. Militello,  U.S. Department of the Navy, DC [U] 

Timothy J. Orris,  AMCA International, Inc., IL [M] Rep. Air Movement & Control Association 

Lawrence J. Shudak,  Underwriters Laboratories Inc., IL [RT] 

Paul Simony,  Acralight International, CA [M] 

Jeffrey S. Tubbs,  Arup Fire, MA [SE] 

Randolph W. Tucker,  The RJA Group, Inc., TX [SE] 

Paul G. Turnbull,  Siemens Building Technology, Inc., IL [M] 

Robert Van Becelaere,  Ruskin Manufacturing, MO [M] Rep. American Society of Mechanical Engineers 

Stacy N. Welch,  Marriott International, Inc., DC [U] 

Peter J. Willse,  GE Insurance Solutions, CT [I] 

Steven D. Wolin,  Code Consultants, Inc., MO [SE] 

Alternates

Copyright NFPA 

Sanjay Aggarwal,  The RJA Group, Inc., CA [SE] (Alt. to R. W. Tucker) 

Robert M. Berhinig,  Underwriters Laboratories Inc., IL [RT] (Alt. to L. J. Shudak) 

Craig L. Beyler,  Hughes Associates, Inc., MD [SE] (Alt. to M. J. Ferreira) 

Gregory R. Miller,  Code Consultants, Inc., MO [SE] (Alt. to S. D. Wolin) 

Rick Thornberry,  The Code Consortium, Inc., CA [M] (Alt. to W. E. Koffel) 

Yibing Xin,  FM Global, MA [I] (Alt. to R. J. Davis) 

Nonvoting 

E. G. Butcher,  Fire Check Consultants, United Kingdom 

Christian Norgaard Madsen,  Techno Consult, Norway 

Bent A. Borresen,  Techno Consult, Norway 

Harold E. Nelson,  Hughes Associates, Inc., VA [SE] (Member Emeritus) 

Milosh T. Puchovsky,  NFPA Staff Liaison 

This list represents the membership at the time the Committee was balloted on the final text of this edition. Since that time, changes in the membership may have occurred. A key to classifications is found at the back of the document. 

NOTE: Membership on a committee shall not in and of itself constitute an endorsement of the Association or any document developed by the committee on which the member serves. 

Committee Scope: This Committee shall have primary responsibility for documents on the design, installation, testing, operation, and maintenance of systems for the control, removal, or venting of heat or smoke from fires in buildings. 

NFPA 204 Standard for 

Smoke and Heat Venting 2007 Edition 

IMPORTANT NOTE: This NFPA document is made available for use subject to

Copyright NFPA 

important notices and legal disclaimers. These notices and disclaimers appear in all publications containing this document and may be found under the heading “Important Notices and Disclaimers Concerning NFPA Documents.” They can also be obtained on request from NFPA or viewed at www.nfpa.org/disclaimers. 

NOTICE: An asterisk (*) following the number or letter designating a paragraph indicates that explanatory material on the paragraph can be found in Annex A. 

Changes other than editorial are indicated by a vertical rule beside the paragraph, table, or figure in which the change occurred. These rules are included as an aid to the user in identifying changes from the previous edition. Where one or more complete paragraphs have been deleted, the deletion is indicated by a bullet (•) between the paragraphs that remain. 

A reference in brackets [ ] following a section or paragraph indicates material that has been extracted from another NFPA document. As an aid to the user, the complete title and edition of the source documents for extracts in mandatory sections of the document are given in Chapter 2 and those for extracts in informational sections are given in Annex G. Editorial changes to extracted material consist of revising references to an appropriate division in this document or the inclusion of the document number with the division number when the reference is to the original document. Requests for interpretations or revisions of extracted text shall be sent to the technical committee responsible for the source document. 

Information on referenced publications can be found in Chapter 2 and Annex G. 

Chapter 1 Administration 

1.1 Scope. 

1.1.1*  This standard shall apply to the design of venting systems for the emergency venting of products of combustion from fires in buildings. The provisions of Chapters 4 through 10 shall apply to the design of venting systems for the emergency venting of products of combustion from fires in nonsprinklered, singlestory buildings using both hand calculations and computerbased solution methods as provided in Chapter 9. Chapter 11 shall apply to venting in sprinklered buildings. 

1.1.2*  This standard shall not specify under which conditions venting is to be provided or required. 

1.1.3  Where a conflict exists between a general requirement and a specific requirement, the specific requirement shall be applicable. 

1.2 Purpose. (Reserved) 

1.3 Application. 

1.3.1*  This standard shall not apply to ventilation within a building designed for regulation of environmental air for personnel comfort, to regulation of commercial cooking operations, to regulation of odor or humidity in toilet and bathing facilities, to regulation of cooling of

Copyright NFPA 

production equipment, or to venting for explosion pressure relief. 

1.3.2  This standard shall apply to building construction of all types. 

1.3.3  This standard shall apply to venting fires in building spaces with ceiling heights that permit the design fire plume and smoke layer to develop. 

1.3.4*  This standard shall apply to situations in which the hot smoke layer does not enhance the burning rate of the fuel array. Vent designs developed with this standard shall not be valid for those time intervals where smoke layer temperatures exceed 600°C. 

1.3.5*  This standard shall not be valid for fires having heat release rates greater than Q feasible as determined in accordance with the following equation: 

(1.3.5) 

where: 

Q feasible = feasible fire heat release rate (kW) z s = height of the smoke layer boundary above the fire base (m) 

1.3.6*  The engineering equations or computerbased models incorporated into this standard shall be used to calculate the time duration that the smoke layer boundary is maintained at or above the design elevation in a curtained area, relative to the design interval time. 

1.4 Retroactivity. 

1.4.1  The provisions of this standard shall not be required to be applied retroactively. 

1.4.2  Where a system is being altered, extended, or renovated, the requirements of this standard shall apply only to the work being undertaken. 

1.5 Equivalency. 

Nothing in this standard is intended to prevent the use of systems, methods, or devices of equivalent or superior quality, strength, fire resistance, effectiveness, durability, and safety over those prescribed by this standard. Technical documentation shall be submitted to the authority having jurisdiction to demonstrate equivalency. The system, method, or device shall be approved for the intended purpose by the authority having jurisdiction. 

1.6 Units and Formulas. 

The following symbols define the variables in the equations used throughout the body of this standard: 

A  =  area (of burning surface) A i  =  inlet area for fresh air, below design level of smoke layer 

boundary A v  =  total vent area of all vents in a curtained area 

=  thermal diffusivity, k/  c 

g  =  fire growth coefficient =  exhaust location factor (dimensionless)

Copyright NFPA 

c p  =  specific heat C d,v  =  vent discharge coefficient 

C d,i  =  inlet discharge coefficient 

d  =  smoke layer depth d c  =  depth of draft curtain D  =  base diameter of the fire g  =  acceleration of gravity H  =  ceiling height above base of fire h c  =  heat of combustion h g  =  heat of gasification K  =  fraction of adiabatic temperature rise k  =  thermal conductivity 

k e  =  constant used in Equation E.5.1 

k  c  =  thermal inertia l  =  thickness L  =  mean flame height above the base of the fire L f  =  flame length, measured from leading edge of burning 

region L v  =  length of vent opening in the longer direction 

=  mass burning rate =  mass burning rate per unit area =  mass burning rate per unit area for an infinite diameter 

pool =  mass flow rate through vent 

=  mass flow rate in the plume 

=  mass flow rate in the plume at mean flame height (L) 

=  incident heat flux per unit area 

Q  =  total heat release rate =  total heat release rate per unit floor area 

Q c  =  convective heat release rate =  c Q Q feasible  =  feasible fire heat release rate (kW) 

r  =  radius from fire axis RTI  =  response time index  u 1/2 

=  time constant of heatresponsive element for convective heating 

=  density 

o  =  ambient air density S  =  center to center spacing of vents t  =  time t d  =  time to detector activation t g  =  growth time of fire t ig  =  time to ignition t r  =  design interval time

Copyright NFPA 

t rt sa  =  time to sprinkler activation t vo  =  time to vent opening 

T  =  gas temperature rise (from ambient) at detector site T a  =  adiabatic temperature rise T e  =  temperature rise (from ambient) of heatresponsive element T  =  smoke layer temperature (K) T o  =  ambient air temperature T ig  =  ignition temperature T s  =  surface temperature u  =  gas velocity at detector site 

W min  =  lateral fire spread by radiation W s  =  largest horizontal dimension of fire W v  =  width of vent opening in the shorter direction V  =  flame spread velocity 

c  =  convective fraction of total heat release rate (fraction carried as heat in plume above flames) where  c is a convectiveheat fraction between 0.6 and 0.7 

r  =  radiant fraction of total heat release rate y  =  elevation of smoke layer boundary 

y ceil  =  elevation of ceiling y curt  =  elevation of bottom of draft curtain y fire  =  elevation of the base of the fire above the floor z s  =  height of the smoke layer boundary above base of fire z si  =  height of the smoke layer interface above the base of the 

fire z o  =  height of virtual origin above base of fire (below base of 

fire, if negative) 

Chapter 2 Referenced Publications 

2.1* General. 

The documents or portions thereof listed in this chapter are referenced within this standard and shall be considered part of the requirements of this document. 

2.2 NFPA Publications. 

National Fire Protection Association, 1 Batterymarch Park, Quincy, MA 021697471. 

NFPA 72 ® , National Fire Alarm Code ® , 2007 edition. 

NFPA 220, Standard on Types of Building Construction, 2006 edition. 

NFPA 255, Standard Method of Test of Surface Burning Characteristics of Building

Copyright NFPA 

Materials, 2006 edition. 

NFPA 259, Standard Test Method for Potential Heat of Building Materials, 2003 edition. 

2.3 Other Publications. 

2.3.1 ASTM Publications. 

ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, P.O. Box C700, West Conshohocken, PA 194282959. 

ASTM E 84, Standard Test Method for Surface Burning Characteristics of Building Materials, 2004. 

ASTM E 136, Standard Test Method for Behavior of Materials in a Vertical Tube Furnace at 750°C, 1996. 

2.3.2 FM Publications. 

FM Global Technologies LLC, 1301 Atwood Avenue, P.O. Box 7500, Johnston, RI 02919. 

FM 4430, Approval Standard for Heat and Smoke Vents, 1980. 

2.3.3 NIST Publications. 

National Institute of Standards and Technology, 100 Bureau Drive, Gaithersburg, MD 208991070. 

DETACTQS (Detector Actuation — quasisteady) software. 

DETACTT2 (Detector Actuation — time squared) software. 

GRAPH graphics code. 

LAVENT (LinkActuated VENTS) software. 

2.3.4 UL Publications. 

Underwriters Laboratories Inc., 333 Pfingsten Road, Northbrook, IL 600622096. 

UL 793, Standard for Automatically Operated Roof Vents for Smoke and Heat, 1997. 

2.3.5 Other Publications. 

MerriamWebster's Collegiate Dictionary, 11th edition, MerriamWebster, Inc., Springfield, MA, 2003. 

2.4 References for Extracts in Mandatory Sections. 

NFPA 72 ® , National Fire Alarm Code ® , 2007 edition. 

NFPA 92B, Standard for Smoke Management Systems in Malls, Atria, and Large Spaces, 2005 edition. 

NFPA 220, Standard on Types of Building Construction, 2006 edition. 

NFPA 318, Standard for the Protection of Semiconductor Fabrication Facilities, 2006

Copyright NFPA 

edition. 

Chapter 3 Definitions 

3.1 General. 

The definitions contained in this chapter shall apply to the terms used in this standard. Where terms are not defined in this chapter or within another chapter, they shall be defined using their ordinarily accepted meanings within the context in which they are used. MerriamWebster’s Collegiate Dictionary, 11th edition, shall be the source for the ordinarily accepted meaning. 

3.2 Official NFPA Definitions. 

3.2.1* Approved. Acceptable to the authority having jurisdiction. 

3.2.2* Authority Having Jurisdiction (AHJ). An organization, office, or individual responsible for enforcing the requirements of a code or standard, or for approving equipment, materials, an installation, or a procedure. 

3.2.3 Labeled. Equipment or materials to which has been attached a label, symbol, or other identifying mark of an organization that is acceptable to the authority having jurisdiction and concerned with product evaluation, that maintains periodic inspection of production of labeled equipment or materials, and by whose labeling the manufacturer indicates compliance with appropriate standards or performance in a specified manner. 

3.2.4* Listed. Equipment, materials, or services included in a list published by an organization that is acceptable to the authority having jurisdiction and concerned with evaluation of products or services, that maintains periodic inspection of production of listed equipment or materials or periodic evaluation of services, and whose listing states that either the equipment, material, or service meets appropriate designated standards or has been tested and found suitable for a specified purpose. 

3.2.5 Shall. Indicates a mandatory requirement. 

3.2.6 Should. Indicates a recommendation or that which is advised but not required. 

3.3 General Definitions. 

3.3.1 Ceiling Jet. A flow of hot smoke under the ceiling, extending radially from the point of fire plume impingement on the ceiling. 

3.3.2 Clear (Air) Layer. The zone within a building containing air that has not been contaminated by the smoke produced from a fire in the building, and that is located between the floor and the smoke layer boundary. 

3.3.3* Clear Layer Interface. The boundary between a smoke layer and smokefree air. 

3.3.4 Continuously Growing Fires. Fires that, if unchecked, will continue to grow over the design interval time.

Copyright NFPA 

3.3.5 Curtained Area. An area of a building that has its perimeter delineated by draft curtains, full height partitions, exterior walls, or any combinations thereof. 

3.3.6 Design Depth of the Smoke Layer. The difference between the height of the ceiling and the minimum height of the smoke layer boundary above the finished floor level that meets design objectives. 

3.3.7 Design Fire. As used in this standard, the timerate heat release history selected as the input for the calculations prescribed herein. 

3.3.8 Design Interval Time. The duration of time for which a design objective is to be met, measured from the time of detector activation. 

3.3.9 Draft Curtain. A solid material, beam, girder, or similar material or construction that is attached to the underside of the ceiling and that protrudes a limited distance downward and creates a reservoir for collecting smoke. 

3.3.10* Effective Ignition. The time at which a tsquared design fire starts. 

3.3.11 Fuel Array. A collection and arrangement of materials that can support combustion. 

3.3.12 Heat Detector. A fire detector that detects either abnormally high temperature or rate of temperature rise, or both. [72, 2007] 

3.3.13 LimitedGrowth Fires. Fires that are not expected to grow beyond a predictable maximum heat release rate. 

3.3.14 Material. 

3.3.14.1 LimitedCombustible Material. Refers to a building construction material not complying with the definition of noncombustible that, in the form in which it is used, has a potential heat value not exceeding 8141 kJ/kg (3500 Btu/lb), where tested in accordance with NFPA 259 and includes either: (1) materials having a structural base of noncombustible material, with a surfacing not exceeding a thickness of 3.2 mm (  in.) that has a flame spread index not greater than 50; or (2) materials, in the form and thickness used having neither a flame spread index greater than 25 nor evidence of continued progressive combustion, and of such composition that surfaces that would be exposed by cutting through the material on any plane would have neither a flame spread index greater than 25 nor evidence of continued progressive combustion, when tested in accordance with NFPA 255 or ASTM E 84. [220, 2006] 

3.3.14.2 Noncombustible Material. A material that, in the form in which it is used and under the conditions anticipated, will not ignite, burn, support combustion, or release flammable vapors when subjected to fire or heat. Materials that are reported as passing ASTM E 136 shall be considered noncombustible materials. 

3.3.15 Mechanical Smoke Exhaust System. A dedicated or sharedduty fan system designed and suitable for the removal of heat and smoke. 

3.3.16 Plastics. 

3.3.16.1* Class CC1 Plastics. Materials that have a burning extent of 25 mm or less when

Copyright NFPA 

tested at a nominal thickness of 0.152 mm (0.060 in.) or in the thickness intended for use. 

3.3.16.2* Class CC2 Plastics. Materials that have a burning rate of 1.06 mm/s or less when tested at a nominal thickness of 0.152 mm (0.060 in.) or in the thickness intended for use. 

3.3.17 Plugholing. The condition where air from below the smoke layer is pulled through the smoke layer into the smoke exhaust due to a high exhaust rate. [92B, 2005] 

3.3.18 Smoke. The airborne solid and liquid particulates and gases evolved when a material undergoes pyrolysis or combustion, together with the quantity of air that is entrained or otherwise mixed into the mass. [318, 2006] 

3.3.19* Smoke Layer. The accumulated thickness of smoke below a physical or thermal barrier. [92B, 2005] 

3.3.20* Smoke Layer Boundary. An effective boundary centered in a transition zone between the dense portion of the smoke layer and the first indication of smoke. 

3.3.21 Vent. As used in this standard, a device or construction that, when activated, is an opening directly to the exterior at or near the roof level of a building that relies on the buoyant forces created by a fire to exhaust smoke and heat. 

3.3.22 Vent System. A system used for the removal of smoke from a fire that utilizes manually or automatically operated heat and smoke vents at roof level and that exhausts smoke from a reservoir bounded by exterior walls, interior walls, or draft curtains to achieve the design rate of smoke mass flow through the vents, and that includes provision for makeup air. 

Chapter 4 Fundamentals 

4.1* Design Objectives. 

The design objectives to be achieved over the design interval time by a vent system design during a design fire or design fires shall include the following: 

(1)  The minimum allowable smoke layer boundary height 

(2)  The maximum allowable smoke layer temperature 

4.2* Design Basis. 

A design for a given building and its combustible contents and their distribution shall comprise selecting a design basis (limitedgrowth versus continuousgrowth fire) and establishing the following parameters: 

(1)  Layout of curtained areas 

(2)  A draft curtain depth 

(3)  Type detector and specific characteristics 

(4)  Detector spacing

Copyright NFPA 

(5)  A design interval time, t r , following detection for maintaining a clear layer (for continuousgrowth fires) 

(6)  Total vent area per curtained area 

(7)  Distribution of individual vents 

(8)  An air inlet area 

4.3 Determination of Contents Hazard. 

4.3.1  The determination of contents hazard shall take into account the fuel loading and the rate of heat release anticipated from the combustible materials or flammable liquids contained within the building. 

4.3.2  The heat release rate of the design fire shall be quantified in accordance with Chapter 8. 

4.4 Venting. 

4.4.1 Design Objectives. In order to satisfy design objectives, a vent system shall be designed to slow, stop, or reverse the descent of a smoke layer produced by fire in a building, by exhausting smoke to the exterior. 

4.4.2* Vent System Designs and Smoke Production. 

4.4.2.1  Vent systems shall be designed in accordance with this standard by calculating the vent area required to achieve a mass rate of flow through the vents that equals the mass rate of smoke production. 

4.4.2.2  Vent system designs shall limit the descent of the smoke layer to the design elevation of the smoke layer boundary. 

4.4.2.3  Alternative vent system designs shall be permitted to be developed in accordance with this standard by calculating the vent area required to achieve a mass rate of flow through the vents that is less than the mass rate of smoke production, such that the descent of the smoke layer is slowed to meet the design objectives. 

4.4.3* Vent Mass Flow. Vent system designs shall be computed on the basis that the mass flow rate through a vent is determined primarily by buoyancy pressure. 

4.5 Smoke Production. 

4.5.1* Base of the Fire. For the purposes of the equations in this standard, the base of the fire shall be at the bottom of the burning zone. 

4.5.2* Fire Size. Burning and entrainment rates of possible fire scenarios shall be considered before establishing the conditions of the design fire. 

4.5.3* Entrainment. 

4.5.3.1  The entrainment formulas specified in this standard shall be applied only to a single fire origin.

Copyright NFPA 

4.5.3.2* Virtual Origin. Predicted plume mass flow above the top of the flame shall take into account the virtual origin, z o , of the fire as determined in 9.2.3.2. 

4.6 Vent Flows. 

4.6.1* Buoyancy and Vent Flow. 

4.6.1.1  Flow through a vent shall be calculated on the basis of buoyancy pressure difference, assuming that no pressure is contributed by the expansion of gases. 

4.6.1.2*  Beneficial wind effects shall not be taken into account when calculating vent areas. 

4.6.1.3  Air inlets and vents shall be located to avoid adverse wind effects. 

4.6.2* Inlet Air. 

4.6.2.1  Predicted vent flows shall take into account the area of inlet air openings. 

4.6.2.2  Inlet air shall be introduced below the smoke layer boundary. 

4.6.2.3  Wall and ceiling leakage above the smoke layer boundary in the curtained area shall not be included in vent flow calculations. (See Chapter 6 for information on air inlets.) 

Chapter 5 Vents 

5.1* Listed Vents. 

Normally closed vents shall be listed and labeled in accordance with UL 793, Standard for Automatically Operated Roof Vents for Smoke and Heat; FM 4430, Approval Standard for Heat and Smoke Vents; or other approved, nationally recognized standards. 

5.2 Vent Design Constraints. 

5.2.1*  The means of vent actuation shall be selected with regard to the full range of expected ambient conditions. 

5.2.2*  Vents shall consist of a single unit (vent), in which the entire unit (vent) opens fully with the activation of a single detector, or multiple units (vents) in rows or arrays (ganged vents) in which the units (vents) open simultaneously with the activation of a single heat detector, a fusible link, a smoke detector, a sprinkler waterflow switch, or other means of detection to satisfy the venting requirements for a specific hazard. 

5.2.3*  Where the hazard is localized, vents shall open directly above such hazard. 

5.2.4  Vents, and their supporting structure and means of actuation, shall be designed so that they can be inspected visually after installation. 

5.3 Methods of Operation. 

5.3.1*  Normally, closed vents shall be designed to open automatically in a fire to meet design objectives or to comply with performance objectives or requirements.

Copyright NFPA 

5.3.2*  Vents, other than thermoplastic dropout vents, shall be designed to fail in the open position such that failure of a ventoperating component results in an open vent. 

5.3.3  Vents shall be opened using gravity or other approved opening force. 

5.3.4  The opening mechanism shall not be prevented from opening the vent by snow, roof debris, or internal projections. 

5.3.5*  All vents shall be designed to open by manual means. Means of opening shall be either internal or external, as approved by the authority having jurisdiction. 

5.3.6  Vents designed for remote operation shall utilize approved fusible links and shall also be capable of actuation by an electric power source, heatresponsive device, or other approved means. 

5.3.7  Vents designed to activate by smoke detection, sprinkler waterflow, or other activation methods external to the vent shall be approved in accordance with Section 5.1. 

5.4 Dimensions and Spacing of Vents. 

5.4.1  The dimensions and spacing of vents shall meet the requirements of 5.4.1.1 and 5.4.1.2 to avoid plugholing. 

5.4.1.1  The area of a unit vent shall not exceed 2d 2 , where d is the design depth of the smoke layer. 

5.4.1.2*  For vents with L v /W v > 2, the width, W v , shall not exceed the design depth of the smoke layer, d. 

5.4.2*  In plan view, the centertocenter spacing of vents in a rectangular matrix, S, as shown in Figure 5.4.2(a), within a curtained area shall not exceed 4H, where H is the ceiling height as shown in Figure 5.4.2(b), parts (a) through (d). 

FIGURE 5.4.2(a)  Vent Spacing in Rectangular Matrix (plan view).

Copyright NFPA 

FIGURE 5.4.2(b)  Measurement of Ceiling Height (H) and Curtain Board Depth (d c ). 

5.4.3*  The spacing of vents, in plan view, shall be such that the horizontal distance from any point on a wall or draft curtain to the center of the nearest vent, within a curtained area, does not exceed 2.8H as indicated in Figure 5.4.3.

Copyright NFPA 

FIGURE 5.4.3  Vent Location near a Wall or Draft Curtain (plan view). 

5.4.4  The total vent area per curtained area shall be sized to meet the design objectives and the performance objectives relative to the design fire, determined in accordance with Chapter 8. 

5.5 Mechanical Smoke Exhaust Systems. 

Mechanical smoke exhaust systems shall be designed in accordance with Chapter 10. 

Chapter 6 Air Inlets 

6.1* General. 

Air inlets shall be provided for supplying makeup air for vent systems. 

6.2 Construction. 

Air inlets consisting of louvers, doors, dampers, windows, shutters, or other approved openings shall be designed and constructed to provide passage of outdoor air into the building. 

6.3* Location. 

Air inlets shall be installed as indicated in 6.3.1 or 6.3.2. 

6.3.1  Air inlets shall be installed in external walls of the building below the height of the design level of the smoke layer boundary and shall be clearly identified or marked as air inlets. 

6.3.2  In larger buildings where there is more than one curtained area, air inlets shall be permitted to be provided by vents in other nonadjacent curtained areas.

Copyright NFPA 

6.4 Installation. 

6.4.1  Materials of construction and methods of installation for air inlets shall resist expected extremes of temperature, wind, building movement, rain, hail, snow, ice, sunlight, corrosive environment, internal and external dust, dirt, and debris. 

6.4.2  The means of air inlet actuation shall be selected with regard to the full range of expected ambient conditions. 

6.4.3  To satisfy the vent system requirements, air inlets shall consist of one of the following: 

(1)  A single unit (air inlet) in which the entire unit (air inlet) opens fully with the activation of a single detector 

(2)  Multiple units (air inlets) in rows or arrays (ganged air inlets) in which the units (air inlets) open simultaneously with the activation of a single heat detector, a fusible link, a smoke detector, a sprinkler waterflow switch, or other means of detection to satisfy the vent system requirements 

6.4.4  Air inlets and their supporting structures and means of actuation shall be designed such that they can be inspected visually after installation. 

6.5 Methods of Operation. 

6.5.1  Air inlets shall be either constantly open or automatically placed in the open position after a fire is detected. 

6.5.2  Air inlets shall be designed to open in a fire to meet design objectives or to comply with performance objectives or requirements. 

6.5.3  Air inlets shall be designed to fail in the open position such that failure of an air inlet–operating component results in an open air inlet. 

6.5.4  Air inlets shall be opened using an approved means as the opening force. 

6.5.5  Air inlet opening mechanisms shall not be prevented from opening the air inlet by snow, debris, or internal projections. 

6.5.6  Operating mechanisms for air inlets shall be jamproof, corrosionresistant, dustresistant, and resistant to pressure differences arising from applicable positive or negative loading resulting from environmental conditions, process operations, overhead doors, or traffic vibrations. 

6.5.7  Air inlets designed for remote operation shall be activated by approved devices and shall be capable of actuation by an electrical power source, heatresponsive device, or other approved means. 

6.6 Dimensions and Spacing of Air Inlets. 

6.6.1  The total inlet area per curtained area shall be sized to meet the design objectives and the performance objectives or requirements specified relative to the design fire, determined in accordance with Chapter 8.

Copyright NFPA 

6.6.2  One inlet area shall be permitted to serve more than one curtained area. 

6.6.3*  The air velocity at the plume shall not exceed 1 m/s. 

6.7 Air Paths. 

Air paths from an air inlet opening to the curtained area where smoke is being exhausted shall be at least three times the size of the air inlet opening. 

Chapter 7 Draft Curtains 

7.1* General. 

In large, open areas, draft curtains shall be provided for prompt activation of vents and to increase vent effectiveness by containing the smoke in the curtained area and increasing the depth of the smoke layer. 

7.2* Construction. 

7.2.1*  Draft curtains shall be constructed of noncombustible or limitedcombustible materials in buildings of Type I or Type II construction as defined by NFPA 220, Standard on Types of Building Construction, and shall be designed and constructed to resist the passage of smoke. 

7.2.2  Draft curtains shall remain in place and shall confine smoke when exposed to the maximum predicted temperature for the design interval time, assuming a design fire in close proximity to the draft curtain. 

7.3 Location and Depth. 

7.3.1*  Draft curtains shall extend vertically downward from the ceiling the minimum distance required so that the value of d c , as shown in Figure 5.4.2(a), is a minimum of 20 percent of the ceiling height, H, measured as follows: 

(1)  For flat roofs and sawtooth roofs with flat ceiling areas, from the ceiling to the floor 

(2)  For sloped roofs, from the center of the vent to the floor 

7.3.2  Where there are differing vent heights, H, each vent shall be calculated individually. 

7.4 Spacing. 

7.4.1*  Neither the length nor the width of a curtained area shall exceed eight times the ceiling height. 

7.4.2*  Where draft curtains extend to a depth of less than 30 percent of the ceiling height, the distance between draft curtains shall be not less than one ceiling height. 

Chapter 8 The Design Fire

Copyright NFPA 

8.1* General. 

8.1.1  The design fire shall be selected from among a number of challenging candidate fires, consistent with the building and its intended use, considering all of the following factors that tend to increase the challenge: 

(1)  A lowlevel flame base (usually floor level) 

(2)  Increasing fire growth rate 

(3)  Increasing ultimate heat release rate in the design interval time 

8.1.2  The candidate fire that produces a vent system design meeting the design objectives for all candidate fires shall be selected as the design fire. 

8.2 Steady (LimitedGrowth) Fires. 

8.2.1  For steady fires, or fires that do not develop beyond a maximum size, the required vent area per curtained area shall be calculated based on the maximum calculated heat release rate (Q and Q c ), the associated distance from the fire base to the design elevation of the smoke layer boundary (z s ), and the predicted fire diameter (D). 

8.2.2*  Steady fires shall be permitted to include specialhazard fires and fires in occupancies with concentrations of combustibles separated by aisles of sufficient width to prevent the spread of fire by radiation beyond the initial fuel package or initial storage array. 

8.2.3  The minimum aisle width required to prevent lateral fire spread by radiation, W min , shall be calculated for radiant heat flux from a fire based on an ignition flux of 20 kW/m 2  in accordance with the following equation: 

(8.2.3) 

where: 

W min = minimum aisle width required to prevent lateral fire spread by radiation (m) Q max = maximum anticipated heat release rate (kW) 

8.2.4  The fire diameter, D, shall be the diameter of a circle having the same area as the floor area of the fuel concentration. 

8.2.5  The heat release rate shall be the heat release rate per unit area times the floor area of the fuel concentration, using the maximum storage height above the fire base and associated heat release rate. 

8.2.6*  The heat release rate per unit area shall be determined by test or from published data acceptable to the AHJ. 

8.3 Growing (ContinuousGrowth) Fires. 

8.3.1*  For fuel configurations that have been tested, the fire growth shall be modeled to follow the test results acceptable to the AHJ.   For other fuel configurations that have not been tested, a t 2 fire growth as shown in Figure 8.3.1 shall be used with a fire growth

Copyright NFPA 

coefficient based on published data acceptable to the AHJ and in accordance with the following equation: 

(8.3.1) 

where: 

Q = heat release rate of fire (kW) 

t = time from effective ignition following an incubation period (s) 

t g = time at which the fire exceeds an intermediate size of 1055 kW (s) 

FIGURE 8.3.1  Conceptual Illustration of ContinuousGrowth Fire. 

8.3.2*  A tsquared fire growth shall be permitted to be expressed in terms of a fire growth coefficient,  g , in lieu of growth time, t g , as follows: 

(8.3.2) 

where: 

Q = heat release rate of fire (kW) g = fire growth coefficient (kW/s 2 ) 

t = time (s) 8.3.3  The instantaneous heat release rate per unit height of the storage array shall be considered to be constant, regardless of the storage height. Accordingly, for different storage heights, the growth time, t g , shall be calculated as being inversely proportional to the square root of the storage height, and the fire growth coefficient,  g , shall be calculated as being directly proportional to the storage height. (See Section F.1.) 

8.3.4*  The vent system shall maintain the smoke boundary layer above the design elevation

Copyright NFPA 

from the time of effective ignition until the end of the design interval time, t r , where t r is measured from the time of detection, t d . 

8.3.5  The heat release rate at the end of the design interval time shall be calculated in accordance with the following equation: 

(8.3.5) 

where: 

Q = heat release rate (kW) t r = time at end of design interval (s) t d = time of detection (s) t g = time at which fire exceeds 1055 kW (s) 

8.3.6  The end of the design interval time, t r , shall be selected to correspond to the design objectives as determined for the specific project design. 

8.3.7  The instantaneous diameter of the fire needed for the calculation of L and z o shall be calculated from the instantaneous heat release rate, Q, and data on the heat release rate per unit floor area, Q  , where Q  is proportional to storage height in accordance with the following equation: 

(8.3.7) 

where: 

D = instantaneous fire diameter (m) Q = instantaneous heat release rate (kW) Q  = heat release rate per unit floor area (kW/m 2 ) 

Chapter 9 Sizing Vents 

9.1* General. 

9.1.1*  The design vent area in a curtained area shall equal the vent area required to meet the design objectives for the most challenging fire predicted for the combustibles within the curtained area. 

9.1.2  Vent areas shall be determined using hand calculations in accordance with Section 9.2 or by use of a computerbased model in accordance with Section 9.3. 

9.1.3  The design fire used in the evaluation of a proposed vent design in accordance with Section 9.1 shall be determined in accordance with Chapter 8. 

9.1.4*  Vent systems shall be designed specifically for the hazard of each curtained area in a building.

Copyright NFPA 

9.2 Hand Calculations. 

9.2.1 Vent System Designs. Vent systems, other than those complying with Section 9.3, shall be sized and actuated to meet design objectives in accordance with Section 9.2. 

9.2.2 Design Concepts. 

9.2.2.1*  Equilibrium shall be assumed as illustrated in Figure 9.2.2.1, where symbols are as defined in Section 1.6. 

FIGURE 9.2.2.1  Schematic of Venting System. 

9.2.2.2  The smoke layer boundary shall be at or above the bottom of the draft curtains. 

9.2.2.3  At equilibrium, the mass flow rate into the smoke layer shall be equal to the mass flow rate out of the vent or vents (  =  ). 

9.2.3 Mass Flow Rate in Plume. 

9.2.3.1*  The mean flame height shall be calculated in accordance with the following equation: 

(9.2.3.1) 

where: 

L = mean flame height above the base of the fire (m) D = base diameter of fire (m) Q = total heat release rate (kW) 

9.2.3.2  The virtual origin, z o , is the effective point source of the fire plume and shall be calculated in accordance with the following equation: 

(9.2.3.2) 

where: 

z o = virtual fire origin Q = total heat release rate (kW) D = base diameter of fire (m) 

9.2.3.3  Smoke entrainment relationships shall be applicable to axisymmetric plumes.

Copyright NFPA 

9.2.3.4  For linelike fires where a long, narrow plume is created by a fuel or storage array, the smoke production calculated in accordance with this standard shall be applicable only if the height of the smoke layer boundary above the base of the fire (z s ) is greater than or equal to four times the largest horizontal dimension of the fire, W s . 

9.2.3.5  If z s is smaller than 4W s , the smoke production rates calculated in accordance with this standard shall be increased by the factor [4W s /(z s )] 2/3 . 

9.2.3.6  When the mean flame height, L, is below the smoke layer boundary (L 

Copyright NFPA 

A v = vent area (m 2 ) 

o = ambient density (kg/m 3 ) g = acceleration due to gravity (9.81 m/s 2 ) d = smoke layer depth (m) T o = ambient temperature (K) T = smoke layer temperature (K) C d,i = inlet discharge coefficient A i = inlet area (m 2 ) 

9.2.4.2*  The discharge coefficients for the vents and inlets used shall be those provided by the vent or inlet manufacturer. If no data are available, the discharge coefficient shall be taken from Table 9.2.4.2 unless an analysis or data acceptable to the AHJ are provided by the designer to validate the use of an alternative value. 

Table 9.2.4.2  Default Discharge Coefficients for Vents and Inlets 

Vent or Inlet Type Discharge Coefficient [(d, v) and (d, i)] 

Louvered with blades at 90 degrees to airflow Flap type or door open at least 55 degrees Dropout vent leaving clear opening 

0.55 

Flap type or door open at least 30 degrees  0.35 Fixed weather louver with blades at 45 degrees 

0.25 

9.2.4.3  The smoke layer temperature, T, used in 9.2.4.1 shall be determined from the following equation: 

(9.2.4.3) 

where: 

T = smoke layer temperature (K) T o = ambient temperature (K) K = fraction of convected energy contained in the smoke layer gases (see 9.2.4.4) Q c = convective heat release rate (kW) c p = specific heat of the smoke layer gases (kJ/kgK) 

= plume mass flow rate (kg/s) (see 9.2.3) 9.2.4.4  The value of K used in Equation 9.2.4.3 shall be 0.5, unless an analysis acceptable to the AHJ is provided by the designer to validate the use of an alternative value. 

9.2.5 Required Vent Area and Inlet Area. 

9.2.5.1 Vent Area. The required vent area shall be the minimum total area of all vents within

Copyright NFPA 

a curtained area required to be open to prevent the smoke from descending below the design level of the smoke layer boundary when used in conjunction with the required inlet area. 

9.2.5.2 Inlet Area. The required inlet area shall be the minimum total area of all inlets required to be open to prevent the smoke from descending below the design level of the smoke layer boundary when used in conjunction with the required vent area(s). 

9.2.5.3 Area Calculation. The required vent area and inlet areas shall be calculated by equating the plume mass flow rate determined in 9.2.3 and the vent mass flow rates determined in 9.2.4. 

9.2.5.4 Detection and Activation. 

9.2.5.4.1*  Detection, for the purpose of automatically actuating vents, shall be by one of the following methods: 

(1)  By either heat or smoke at the vent location 

(2)  By activation of fire protection systems 

(3)  By heat or smoke detectors installed on a regular matrix within the curtained area in accordance with NFPA 72, National Fire Alarm Code 

(4)  By other approved means shown to meet design objectives 

9.2.5.4.2  For calculating both the detection time, t d , of the first detector to operate and the detection time, t vo , of the detector controlling the actuation of the last vent to operate in a curtained area prior to the end of the design interval time, the location of the design fire shall be assumed to be the farthest distance possible from both the first and last detectors to operate the vents within the curtained area. 

9.2.5.4.2.1*  Detection times for heat detectors or fusible links shall be determined in accordance with NFPA 72, National Fire Alarm Code. 

9.2.5.4.3  Detection times for smoke detectors shall be determined as the time to reach a certain temperature rise,  T, at activation. In the case of continuousgrowth, tsquared fires, gas temperatures shall be determined in accordance with the following equation, where  T is assumed to be 0 when the numerator of the first bracket is zero or negative: 

(9.2.5.4.3) 

where: 

T = temperature (°C) t g = fire growth time (s) H = ceiling height above the base of the fire (m) r = radius from fire axis (m) 

9.2.5.4.3.1*  The temperature rise for activation shall be based on dedicated tests, or the equivalent, for the combustibles associated with the occupancy and the detector model to be installed.

Copyright NFPA 

9.2.5.4.3.2  Where the data described in 9.2.5.4.3.1 are not available, a minimum temperature rise of 20°C shall be used. 

9.2.5.4.4 Detection Computer Programs. 

9.2.5.4.4.1*  As an alternate to the calculations specified in 9.2.5.4.2, DETACTT2 shall be permitted to be used to calculate detection times in continuous growth and tsquared fires. 

9.2.5.4.4.2*  As an alternative to the calculations specified in 9.2.5.4.2, DETACTQS shall be permitted to be used to calculate detection times in fires of any fire growth history. 

9.2.5.4.4.3  Other computer programs determined to calculate detection times reliably shall be permitted to be used when approved by the AHJ. 

9.3 Models. 

9.3.1  Vents, other than vent systems designed in accordance with Section 9.2, shall be sized and actuated to meet design objectives in accordance with Section 9.3. 

9.3.2  The computer model LAVENT or other approved mathematical models shall be used to assess the effects of the design fire and to establish that a proposed vent system design meets design objectives. (See Section F.2.) 

9.3.3  When models other than LAVENT are used, evidence shall be submitted to demonstrate efficacy of the model to evaluate the timevarying events of a fire and to calculate the effect of vent designs reliably in terms of the design objectives. 

9.3.4  The design fire used in the evaluation of a proposed vent system design in accordance with Section 9.3 shall be determined in accordance with Chapter 8. 

Chapter 10 Mechanical Smoke Exhaust Systems 

10.1* General. 

10.1.1*  Mechanical smoke exhaust systems shall be permitted in lieu of the vent systems described in Chapter 9. 

10.1.2  Mechanical smoke exhaust systems and vent systems shall not serve the same curtained area. 

10.1.3  Mechanical smoke exhaust systems shall be designed in accordance with Sections 10.2 through 10.4. 

10.2 Exhaust Rates. 

Exhaust rates per curtained area shall be not less than the mass plume flow rates,  , as determined in accordance with 9.2.3, unless it can be demonstrated that a lower  exhaust rate will prevent the smoke from descending below the design level of the smoke layer boundary during the design period.

Copyright NFPA 

10.3 Fire Exposure. 

10.3.1  Mechanical smoke exhaust systems shall be capable of functioning under the expected fire exposure. 

10.3.2  The temperature of the smoke layer shall be determined in accordance with 9.2.4.3 and 9.2.4.4. 

10.4* Number of Exhaust Inlets. 

10.4.1  The minimum number of exhaust inlets shall be determined so that the maximum flow rates for exhaust without plugholing are not exceeded. 

10.4.2  More than the minimum number of exhaust inlets required shall be permitted. 

10.4.3*  The maximum volumetric flow rate that can be exhausted by a single exhaust inlet without plugholing shall be calculated using Equation 10.4.3. 

(10.4.3) 

where: 

V max  = maximum volumetric flow rate without plugholing at T s (m 3 /sec) 

= exhaust location factor (dimensionless) 

d = depth of smoke layer below the lowest point of the exhaust inlet (m) 

T s = absolute temperature of the smoke layer (K) 

T o = absolute ambient temperature (K) 

10.4.4*  For exhaust inlets centered no closer than twice the diameter from the nearest wall, a value of 1 shall be used for  . 

10.4.5*  For exhaust inlets centered less than twice the diameter from the nearest wall, a value of 0.5 shall be used for  . 

10.4.6*  For exhaust inlets on a wall, a value of 0.5 shall be used for  . 

10.4.7*  The ratio d/D i shall be greater than 2, where D i is the diameter of the inlet. 

10.4.8  For rectangular exhaust inlets, D i shall be calculated using Equation 10.4.8 as follows: 

(10.4.8) 

where: 

D i = diameter of exhaust inlet 

a = length of the inlet

Copyright NFPA 

b = width of the inlet 

10.4.9  Where multiple exhaust inlets are required to prevent plugholing (see 10.4.1), the minimum separation distance shall be calculated using Equation 10.4.9 as follows: 

(10.4.9) 

where: 

S min = minimum edgetoedge separation between inlets (m) 

V e = volumetric flow rate of one exhaust inlet (m 3 /s) 

10.5 Intake Air. 

Intake air shall be provided to make up air required to be exhausted by the mechanical smoke exhaust systems. (See Chapter 6 for additional information on the location of air inlets.) 

Chapter 11 Venting in Sprinklered Buildings 

11.1 Design. 

Where provided, the design of venting for sprinklered buildings shall be based on a performance analysis acceptable to the AHJ, demonstrating that the established objectives are met. (See Section F.3.) 

Chapter 12 Inspection and Maintenance 

12.1* General. 

Smoke and heat venting systems and mechanical smoke exhaust systems shall be inspected and maintained in accordance with Chapter 12. 

12.2* Requirements. 

12.2.1 Mechanically Opened Vents. Mechanically opened vents shall be provided with manual release devices that allow direct activation to facilitate inspection, maintenance, and replacement of actuation components. 

12.2.2 Thermoplastic DropOut Vents. Thermoplastic dropout vents do not allow nondestructive operation; however, inspection of installed units shall be conducted to ensure that the units are installed in accordance with the manufacturer's instructions and that all components are in place, undamaged, and free of soiling, debris, and extraneous items that might interfere with the operation and function of the unit. 

12.2.3 Inspection and Maintenance. The inspection and maintenance of multiplefunction vents shall ensure that other functions do not impair the intended fire protection operation.

Copyright NFPA 

12.3 Inspection, Maintenance, and Acceptance Testing. 

12.3.1 Inspection Schedules. 

12.3.1.1  A written inspection schedule and procedures for inspection and maintenance shall be developed. 

12.3.1.2  Inspection programs shall provide written notations of the date and time of inspections and of discrepancies found. 

12.3.1.3  All deficiencies shall be corrected immediately. 

12.3.1.4*  Vents shall be inspected and maintained in an operating condition in accordance with Chapter 12. 

12.3.2 Mechanically Opened Vents. 

12.3.2.1  An acceptance performance test and inspection of all mechanically opened vents shall be conducted immediately following installation to establish that all operating mechanisms function properly and that installation is in accordance with this standard and the manufacturer's specifications. 

12.3.2.2*  Mechanically opened vents shall be inspected and subjected to an operational test annually, following the manufacturer's recommendations. 

12.3.2.3*  All pertinent characteristics of performance shall be recorded. 

12.3.2.4  Special mechanisms, such as gas cylinders, thermal sensors, or detectors, shall be checked annually or as specified by the manufacturer. 

12.3.3 Thermoplastic DropOut Vents. 

12.3.3.1*  An acceptance inspection of all thermoplastic dropout vents shall be conducted immediately after installation and shall include verification of compliance with the manufacturer's drawings and recommendations by visual examination. 

12.3.3.2*  Thermoplastic dropout vents shall be inspected annually in accordance with 12.4.2 and the manufacturer's recommendations. 

12.3.3.3  Changes in appearance, damage to any components, fastening security, weather tightness, and the adjacent roof and flashing condition shall be noted at the time of inspection, and any deficiency shall be corrected. 

12.3.3.4  Any soiling, debris, or encumbrances that could impair the operation of the vent shall be promptly removed without causing damage to the vent. 

12.3.4 Inlet Air Sources. Where required for the operation of vent systems, intake air sources shall be inspected at the same frequency as vents. 

12.4 Conduct and Observation of Operational Tests. 

12.4.1 Mechanically Opened Vents and Air Inlets. 

12.4.1.1  Mechanically opened vents and air inlets shall be operated during tests by

Copyright NFPA 

simulating actual fire conditions. 

12.4.1.2  The restraining cable at the heatresponsive device (or other releasing device) shall be disconnected, releasing the restraint and allowing the trigger or latching mechanism to operate. 

12.4.1.3*  When the heatresponsive device restraining cable for mechanically opened vents or air inlets is under tension, observation shall be made of its whip and travel path to determine any possibility that the vent, building construction feature, or service piping could obstruct complete release. Any interference shall be corrected by removal of the obstruction, enclosure of cable in a suitable conduit, or other appropriate arrangement. 

12.4.1.4  Following any modification, the unit shall be retested for evaluation of adequacy of corrective measures. 

12.4.1.5  Latches shall release smoothly and the vent or air inlet shall open immediately and move through its design travel to the fully opened position without any assistance and without any problems such as undue delay indicative of a sticking weather seal, corroded or unaligned bearings, or distortion binding. 

12.4.1.6  Manual releases shall be tested to verify that the vents and air inlets operate as designed. 

12.4.1.7  All operating levers, latches, hinges, and weathersealed surfaces shall be examined to determine conditions, such as deterioration and accumulation of foreign material. An operational test shall be conducted after corrections are completed, when conditions are found to warrant corrective action. 

12.4.1.8  Following painting of the interior or exterior of vents and air inlets or the addition of sealants or caulking, the units shall be opened and inspected to check for paint, sealants, or caulking that causes the parting surfaces to adhere to each other. 

12.4.1.9  Heatresponsive devices coated with paint or other substances that could affect their response shall be replaced with devices having an equivalent temperature and load rating. 

12.4.2 Thermoplastic DropOut Vents. 

12.4.2.1  All weathersealed surfaces on thermoplastic dropout vents shall be examined to determine any adverse conditions, such as any indication of deterioration and accumulation of foreign material. Any adverse condition that interferes with normal vent operation, such as caulking or sealant bonding the dropout vent to the frame, shall be corrected. 

12.4.2.2  Following painting of the interior or exterior of the frame or flashing of the vents, the units shall be inspected for paint adhering surfaces together; any paint that interferes with normal operation shall be removed or the vent shall be replaced with a new, listed and labeled unit having comparable operating characteristics. 

12.4.2.3  Manual releases shall be tested annually. 

12.4.3 Inspection, Maintenance, and Testing of Mechanical SmokeExhaust Systems.

Copyright NFPA 

12.4.3.1 Component Testing. 

12.4.3.1.1  The operational testing of each individual system component of the mechanical smokeexhaust system shall be performed as each component is completed during construction. 

12.4.3.1.2  It shall be documented in writing that each individual system component's installation is complete and that the component has been tested and found to be functional. 

12.4.3.2 Acceptance Testing. 

12.4.3.2.1  Acceptance tests shall be conducted to demonstrate that the mechanical smokeexhaust system installation complies with and meets the design objectives and is functioning as designed. 

12.4.3.2.2  Documentation from component system testing shall be available for review during final acceptance testing. 

12.4.3.2.3  If standby power has been provided for the operation of the mechanical smokeexhaust system, the acceptance testing shall be conducted while on both normal and standby power. 

12.4.3.2.4  Acceptance testing shall be performed on the mechanical smokeexhaust system by completing the following steps: 

(1)  Activate the mechanical smokeexhaust system. 

(2)  Verify and record the operation of all fans, dampers, doors, and related equipment. 

(3)  Measure fan exhaust capacities, air velocities through inlet doors and grilles, or at supply grilles if there is a mechanical makeup air system. 

12.4.3.2.5  Operational tests shall be performed on the applicable part of the smokeexhaust system wherever there are system changes and modifications. 

12.4.3.2.6  Upon completion of acceptance testing, a copy of all operational testing documentation shall be provided to the owner and shall be maintained and made available for review by the AHJ. 

12.4.3.3 Periodic Testing. 

12.4.3.3.1  Mechanical smokeexhaust systems shall be tested semiannually by persons who are knowledgeable in the operation, testing, and maintenance of the systems. 

12.4.3.3.2  The results of the tests shall be documented and made available for inspection. 

12.4.3.3.3  Tests shall be conducted under standby power where applicable. 

12.4.3.4 Exhaust System Maintenance. 

12.4.3.4.1  During the life of the building, maintenance shall be performed to ensure that mechanical smokeexhaust systems will perform their intended function under fire conditions. 

12.4.3.4.2  Maintenance of the systems shall include the testing of all equipment, including

Copyright NFPA 

initiating devices, fans, dampers, and controls. 

12.4.3.4.3  Equipment shall be maintained in accordance with the manufacturer's recommendations. 

12.4.3.5 Inspection Schedule. 

12.4.3.5.1  A written inspection schedule and procedures for inspection and maintenance for mechanical smokeexhaust systems shall be developed. 

12.4.3.5.2  Inspection programs shall provide written notations of date and time of inspections and for discrepancies found. 

12.4.3.5.3  All system components shall be inspected semiannually in conjunction with operational tests. 

12.4.3.5.4  Any deficiencies noted in the system components or smokeexhaust system performance shall be corrected immediately. 

12.5 Air Inlets. 

12.5.1  Air inlets necessary for operation of smoke and heat vents or mechanical smokeexhaust systems shall be maintained clear and free of obstructions. 

12.5.2  Operating air inlet louvers, doors, dampers, and shutters shall be examined and operated to assure movement to fully open positions. 

12.5.3  Operating equipment shall be maintained and lubricated as necessary. 

12.6 Ice and Snow Removal. 

Ice and snow shall be removed from vents promptly, following any accumulation. 

Chapter 13 Design Documentation 

13.1* Documentation Required. 

All of the following documents shall be generated by the designer during the design process: 

(1)  Design brief 

(2)  Conceptual design report 

(3)  Detailed design report 

(4)  Operations and maintenance manual 

13.1.1 Design Brief. The design brief shall contain a statement of the goals and objectives of the vent system and shall provide the design assumptions to be used in the conceptual design. 

13.1.1.1  The design brief shall include, as a minimum, all of the following: 

(1)  System performance goals and design objectives (see Section 4.1 and 4.4.1)

Copyright NFPA 

(2)  Performance criteria (including design tenability criteria, where applicable) 

(3)  Building characteristics (height, area, layout, use, ambient conditions, other fire protection systems) 

(4)  Design basis fire(s) (see 4.5.2 and Chapter 8) 

(5)  Design fire location(s) 

(6)  Identified design constraints 

(7)  Proposed design approach 

13.1.1.2  The design brief shall be developed in the first stage of the design process to assure that all stakeholders understand and agree to the goals, objectives, design fire, and design approach, so that the conceptual design can be developed on an agreedupon basis. Stakeholders shall include, as a minimum, the building owner and the AHJ. 

13.1.2 Conceptual Design Report. The conceptual design report shall provide the details of the conceptual design, based upon the design brief, and shall document the design calculations. 

13.1.2.1  The conceptual design shall include, as a minimum, all of the following design elements and the technical basis for the design elements: 

(1)  Areas of curtained spaces 

(2)  Design depth of the smoke layer and draft curtain depth 

(3)  Detection method, detector characteristics, and spacing 

(4)  Design interval time (if applicable) 

(5)  Vent size and number per curtained area, method of vent operation, and vent spacing 

(6)  Inlet vent area(s), location(s), and operation method 

13.1.2.2  The conceptual design report shall include all design calculations performed to establish the design elements, all design assumptions, and all building use limitations that arise out of the system design. 

13.1.3 Detailed Design Report. 

13.1.3.1  The detailed design report shall provide documentation of the vent system as it is to be installed. 

13.1.3.2  The detailed design report shall include, as a minimum, all of the following: 

(1)  Vent and draft curtain specifications 

(2)  Inlet and vent operation system specifications 

(3)  Detection system specifications 

(4)  Detailed inlet, vent, and draft curtain siting information 

(5)  Detection and vent operation logic

Copyright NFPA 

(6)  Systems commissioning procedures 

13.1.4 Operations and Maintenance Manual. The operations and maintenance manual shall provide to the building owner the requirements to ensure the intended operation of the vent system over the life of the building. 

13.1.4.1  The procedures used in the initial commissioning of the vent system shall be described in the manual, as well as the measured performance of the system at the time of commissioning. 

13.1.4.2  The manual shall describe the testing and inspection requirements for the system and system components and the required frequency of testing. (See Chapter 12 for testing frequency.) 

13.1.4.3  The manual shall describe the critical design assumptions used in the design and shall provide limitations on the building and its use that arise out of the design assumptions and limitations. 

13.1.4.4  Copies of the operations and maintenance manual shall be provided to the owner and to the AHJ. 

13.1.4.5  The building owner shall be responsible for all system testing and shall maintain records of all periodic testing and maintenance using the operations and maintenance manual. 

13.1.4.6  The building owner shall be responsible for providing a copy of the operations and maintenance manual, including testing results, to all tenants of the space protected by the vent system. 

13.1.4.7  The building owner and tenants shall be responsible for limiting the use of the space in a manner consistent with the limitations provided in the operations and maintenance manual. 

Annex A Explanatory Material 

Annex A is not a part of the requirements of this NFPA document but is included for informational purposes only. This annex contains explanatory material, numbered to correspond with the applicable text paragraphs. 

A.1.1.1  This standard incorporates engineering equations (hand calculations) and references models to provide a designer with the tools to develop vent system designs. The designs are based on selected design objectives, stated in 4.4.1, related to specific building and occupancy conditions. Engineering equations are included for calculating vent flows, smoke layer depths, and smoke layer temperatures, based on a prescribed burning rate. Examples using the hand calculations and the LAVENT (LinkActuated VENTs) computer model are presented in Annex D. 

Previous editions of this document have included tables listing vent areas based on preselected design objectives. These tables were based on the hot upper layer at 20 percent of the ceiling height. Different layer depths were accommodated by using a multiplication factor. Draft curtain and vent spacing rules were set. Minimum clear visibility times were

Copyright NFPA 

related to fire growth rate, ceiling height, compartment size, curtain depth, and detector activation times, using engineering equations. 

The following list provides a general description of the significant phenomena that occur during a fire when a fireventing strategy is implemented: 

(1)  Due to buoyancy, hot gases rise vertically from the combustion zone and flow horizontally below the roof until blocked by a vertical barrier (a wall or draft curtain), thus forming a layer of hot gases below the roof. 

(2)  The volume and temperature of gases to be vented are a function of the fire's rate of heat release and the amount of air entrained into the buoyant plume produced. 

(3)  As the depth of the layer of hot gases increases, the layer temperature continues to rise and the vents open. 

(4)  The operation of vents within a curtained area enables some of the upper layer of hot gases to escape and thus slows the thickening rate of the layer of hot gases. With sufficient venting area, the thickening rate of the layer can be arrested and even reversed. The rate of discharge through a vent of a given area is primarily determined by the depth of the layer of hot gases and the layer temperature. Adequate quantities of replacement inlet air from air inlets located below the hot upper layer are needed if the products of combustionladen upper gases are to be exhausted according to design. See Figure A.1.1.1(a) for an illustration of the behavior of fire under a vented and curtained roof, and Figure A.1.1.1(b) for an example of a roof with vents. 

FIGURE A.1.1.1(a)  Behavior of Combustion Products Under Vented and Curtained Roof.

Copyright NFPA 

FIGURE A.1.1.1(b)  View of Roof Vents on Building. 

The majority of the information provided in this standard applies to nonsprinklered buildings. A limited amount of guidance is provided in Chapter 11 for sprinklered buildings. 

The provisions of this standard can be applied to the top story of multiplestory buildings. Many features of these provisions would be difficult or impracticable to incorporate into the lower stories of such buildings. 

A.1.1.2  The decision whether to provide venting in a building depends on design objectives set by a building owner or occupant or on local building code and fire code requirements. 

A.1.3.1  See NFPA 90A, Standard for the Installation of AirConditioning and Ventilating Systems, for ventilation to regulate environmental air for personnel comfort. See NFPA 96, Standard for Ventilation Control and Fire Protection of Commercial Cooking Operations, for regulation of commercial cooking operations. See NFPA 68, Standard on Explosion Protection by Deflagration Venting, for venting for explosion pressure relief. 

A.1.3.4  The distance from the fire base to the smoke layer boundary, z s , is a dominant variable and should be considered carefully. Additionally, some design situations can result in smoke layer temperatures, as expressed in Equation 9.2.4.3, that exceed 600°C. In such cases, the radiation from the smoke layer can be sufficient to ignite all of the combustibles under the curtained area at this temperature, and perhaps in the adjacent area, which is unacceptable. 

A.1.3.5  The feasibility of roof venting should be questioned when the heat release rate approaches values associated with ventilation control of the burning process (i.e., where the fire becomes controlled by the inlet air replacing the vented hot gas and smoke). Ventilationcontrolled fires might be unable to support a clear layer. 

To maintain a clear layer, venting at heat release rates greater than Q feasible necessitates vent areas larger than those indicated by the calculation scheme provided in this standard. 

A.1.3.6  Large, undivided floor areas present extremely difficult firefighting problems because the fire department might need to enter these areas in order to combat fires in

Copyright NFPA 

central portions of the building. If the fire department is unable to enter because of the accumulation of heat and smoke, firefighting efforts might be reduced to an application of hose streams to perimeter areas while fire continues in the interior. Windowless buildings also present similar firefighting problems. One fire protection tool that can be a valuable asset for firefighting operations in such buildings is smoke and heat venting. 

An appropriate design time facilitates such activities as locating the fire, appraising the fire severity and its extent, evacuating the building, and making an informed decision on the deployment of personnel and equipment to be used for fire fighting. 

A.2.1  Some of these documents might also be referenced in this standard for specific informational purposes and are therefore also listed in Annex G. 

A.3.2.1 Approved. The National Fire Protection Association does not approve, inspect, or certify any installations, procedures, equipment, or materials; nor does it approve or evaluate testing laboratories. In determining the acceptability of installations, procedures, equipment, or materials, the authority having jurisdiction may base acceptance on compliance with NFPA or other appropriate standards. In the absence of such standards, said authority may require evidence of proper installation, procedure, or use. The authority having jurisdiction may also refer to the listings or labeling practices of an organization that is concerned with product evaluations and is thus in a position to determine compliance with appropriate standards for the current production of listed items. 

A.3.2.2 Authority Having Jurisdiction (AHJ). The phrase “authority having jurisdiction,” or its acronym AHJ, is used in NFPA documents in a broad manner, since jurisdictions and approval agencies vary, as do their responsibilities. Where public safety is primary, the authority having jurisdiction may be a federal, state, local, or other regional department or individual such as a fire chief; fire marshal; chief of a fire prevention bureau, labor department, or health department; building official; electrical inspector; or others having statutory authority. For insurance purposes, an insurance inspection department, rating bureau, or other insurance company representative may be the authority having jurisdiction. In many circumstances, the property owner or his or her designated agent assumes the role of the authority having jurisdiction; at government ins